Quelle: ESA / Science & Exploration / Human and Robotic Exploration, 9. März 2026

Eine Reise durch den Weltraum zu unternehmen, wenn die Wahrscheinlichkeit von Sonnenstürmen und Sonneneruptionen am höchsten ist, erscheint zunächst widersinnig, doch neue Forschungsergebnisse zeigen, dass eine solche Reise gerade dann sicherer ist, wenn die Sonne am aktivsten ist. Die erhöhte Sonnenaktivität fegt die energiereiche Weltraumstrahlung aus unserem Sonnensystem hinaus. Eine bemannte Marsmission während des nächsten Höhepunkts des Sonnenzyklus könnte die Belastung durch schädliche Strahlung im Vergleich zu einer Reise während eines Sonnenminimums möglicherweise um die Hälfte reduzieren.

Strahlungsmessungen des ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) der ESA bestätigen die paradoxe Erkenntnis, dass Reisen während des Sonnenmaximums der beste Zeitpunkt dafür sind. Ein internationales Forschungsteam kam zu dem Schluss, dass eine Besatzung die Hin- und Rückreise ohne Überschreitung der Strahlungsrichtlinien absolvieren könnte. Außerdem lieferten sie Schätzungen zu den Strahlungsdosen, denen eine Besatzung bei verschiedenen Missionsszenarien ausgesetzt wäre.

Strahlungsdosen für Astronauten
Eine der größten Herausforderungen bei der Entsendung von Menschen zum Mars ist ihre Exposition gegenüber Weltraumstrahlung. Ionisierende Strahlung birgt ernsthafte Gesundheitsrisiken, darunter ein erhöhtes Krebsrisiko, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Katarakte. Außerhalb des schützenden Magnetfelds der Erde könnte ein Astronaut auf einer Marsmission Strahlungsdosen ausgesetzt sein, die um ein Vielfaches höher sind als auf unserem Planeten. Die Strahlungsgrenze der ESA für die gesamte Laufbahn eines Astronauten liegt bei 1000 Millisievert, der Einheit für die effektive Dosis, die zu Schäden am menschlichen Gewebe führen kann. Höhere Dosen über kurze Zeiträume stellen akute Risiken dar, während niedrigere Dosen hauptsächlich zu langfristigen Gesundheitsrisiken beitragen.

Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass eine Marsmission während eines Sonnenminimums die Strahlungsdosis durch galaktische kosmische Strahlung gefährlich nahe an die ESA-Grenzwerte heranbringen würde. Die neue Analyse erweitert den Umfang anhand von Daten des Liulin-MO-Dosimeters an Bord des TGO und des Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation (CRaTER) an Bord des Lunar Reconnaissance Orbiter über einen Zeitraum von 15 Jahren.

Kein Ort, an dem man sich verstecken kann
Auf dem Weg zum Mond und zum Mars sind Astronauten zwei Hauptquellen kosmischer Strahlung ausgesetzt: galaktischer kosmischer Strahlung und energiereichen Teilchen aus dem Sonnenwind. Erstere entsteht durch energiereiche Ereignisse außerhalb unseres Sonnensystems, wie beispielsweise Supernovae, letztere durch starke Sonneneruptionen. Während solaren energetischen Partikelströmen können sich Astronauten in ihrem Raumschiff in Sicherheit bringen. Diese Stürme sind unvorhersehbar, aber bei ausreichender Vorwarnung und Abschirmung können sich die Besatzungen in „Sturmschutzräume“ zurückziehen – Bereiche mit zusätzlicher Abschirmung. Auf der Internationalen Raumstation suchen Astronauten Zuflucht in den Schlafräumen oder in der Küche.

Es gibt jedoch keinen Ort, an dem man sich vor dem ständigen Beschuss durch galaktische kosmische Strahlung verstecken kann. Diese Teilchen bewegen sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit und durchdringen sowohl die Abschirmung von Raumfahrzeugen als auch den menschlichen Körper. Wenn sie gestoppt werden, lösen kosmische Strahlen oft Schauer von Sekundärteilchen aus, die für den Menschen noch schädlicher sein können. Auf der Marsoberfläche wären Astronauten einer um bis zu 60 % geringeren Strahlenbelastung ausgesetzt als während der interplanetaren Reise. Höhlen und Lavaröhren könnten gute Lebensräume sein, um die Strahlenbelastung zu reduzieren.

Beste Reise zum Mars
Die Studie berechnete die Strahlungsdosis für simulierte Marsmissionen unter verschiedenen Sonnenaktivitätsniveaus und für drei Flugbahnen: die energieeffizienteste, aber längste Route, die energieintensivste, aber kürzeste Route und einen Kompromiss zwischen beiden.

Bei allen drei Arten nimmt die kumulative Strahlungsdosis durch kosmische Strahlung in der Nähe des Sonnenmaximums deutlich ab. Eine unruhige Sonne scheint der einzige Trost gegen galaktische kosmische Strahlung zu sein.

Das Team analysierte die Transferbahnen zum Mars in den letzten 60 Jahren und simulierte mit einem mehrschichtigen Wasserball, wie viel Strahlung die Organe im menschlichen Körper absorbieren würden. Schnellere Transferbahnen könnten die Strahlenbelastung um 55 % reduzieren, wenn sie während des Sonnenmaximums statt während des Sonnenminimums zurückgelegt würden, während Missionen mit treibstoffsparenden Flugbahnen eine Reduzierung von bis zu 45 % erzielen könnten.

„Um die Strahlungsgrenzwerte für die gesamte Berufslaufbahn einzuhalten, sollten Missionsplaner bestimmte Transferbahnen und Startfenster sorgfältig auswählen“, sagt Robert Wimmer-Schweingruber, Mitautor von der Universität Kiel, Deutschland.

Der Schutz der Astronauten bei ihren Vorstößen in den Weltraum hat für die ESA höchste Priorität. „Diese Studie hilft uns, die Schwankungen des Sonnenzyklus in klare Ziele für Missionsbahnen und Risikominderung umzuwandeln. Wir können quantifizieren, wie viel wir durch die Wahl eines bestimmten Startfensters und schnellerer Flugbahnen gewinnen können und wann wir noch bessere Abschirmungs- und Betriebskonzepte benötigen, um Marsmissionen wirklich sicherer zu machen“, sagt Anna Fogtman, Leiterin des Strahlenschutzes bei der ESA.

Artikel veröffentlicht in Space Weather am 9. März 2026, „The constraint of crewed Mars missions based on current radiation dose measurements” (Die Einschränkungen bemannter Marsmissionen auf Grundlage aktueller Strahlungsdosismessungen) von Chao Zhang und Forschern der Universität für Wissenschaft und Technologie China, der Universität Kiel in Deutschland und der Universität Michigan, USA.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Marsflug, Marsbasis

Der Beitrag Das Strahlungsparadoxon: Warum das Sonnenmaximum die sicherste Zeit für eine Reise zum Mars ist erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) 14. Juni 2023.

14. Juni 2023 – Am Freitag, 16. Juni (Anm. d. Red.: Start verschoben!), tritt der nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz benannte Kommunikationssatellit seine Reise in eine Erdumlaufbahn an. Zwischen 23.26 Uhr und 01:01 Uhr deutscher Zeit soll er vom europäischen Weltraumbahnhof Kourou in Französisch Guiana aus gestartet werden. Anstelle eines rein chemischen Antriebs verwendet diese Mission der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) auch zusätzlich einen effizienteren elektrischen Antrieb. Unter den vielen Experimenten an Bord befindet sich das an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) entwickelte Messgerät „Electric Propulsion Diagnostics Package Plasma Sensor“ (EPDPPS), um erstmals die Wechselwirkungen des neuen Antriebs mit dem Satelliten zu untersuchen.

Die Heinrich-Hertz-Mission hat gleich mehrere Ziele: Eines davon ist es, neue Technologien für die Satellitenkommunikation auf ihre Weltraumtauglichkeit zu testen. Dafür wird der Kommunikationssatellit 15 Jahre in einem geostationären Orbit um die Erde kreisen, das heißt er befindet sich dann immer über derselben Stelle an der Erdoberfläche. Die Stabilisierung und Lageregelung des Satelliten erfolgt durch sehr sparsame elektrische Triebwerke, die Plasmatechnologie nutzen. Sie erlauben es, den Satelliten mit viel weniger Treibstoff und dafür einer größeren Nutzlast auszustatten. Allerdings stoßen diese Triebwerke Plasma mit sehr hoher Geschwindigkeit aus. Dadurch können Wechselwirkungen mit dem umgebenden, sehr dünnen Weltraumplasma entstehen und dessen Eigenschaften verändert werden. Dies kann dazu führen, dass ein kleiner Anteil des Plasmas zum Satelliten zurück beschleunigt wird.

Um die Rückwirkung dieser relativ neuen Antriebstechnologie auf den Satelliten besser zu verstehen, wurde am Institut für Experimentelle und Angewandte Physik der CAU der EPDPPS entwickelt, gebaut und getestet. Dazu haben die Arbeitsgruppen Plasmatechnologie von Prof. Holger Kersten und Extraterrestrische Physik von Prof. Robert Wimmer-Schweingruber eng zusammengearbeitet und Know-How aus den beiden Gruppen kombiniert. Das Kieler Experiment ist dabei Teil eines größeren Diagnostiksystems, welches von der Firma von Hoerner & Sulger in Schwetzingen entwickelt und gebaut wurde. „Das Gerät soll die Eigenschaften des Plasmas um den Satelliten herum messen und wie diese durch den Betrieb des elektrischen Antriebes verändert werden“, erklärt Wimmer-Schweingruber, der das Projekt leitet. „Der Rückfluss auf den Satelliten könnte zu einer Erosion oder auch zu einer Beschichtung von Teilen der Satellitenoberfläche führen“, so der Astrophysiker.

Außerdem können „diese Prozesse zum Beispiel die Wirksamkeit der Solarpanele des Satelliten negativ beeinflussen. Wir wissen aber nicht, ob sie dafür stark genug sind. Deshalb sind wir sehr gespannt auf die ersten Daten von EPDPPS“, ergänzt Kersten, „solche gab es bisher nicht. Sie sind sehr wichtig um zu verstehen, wie die Oberfläche des Satelliten durch diese Antriebe verändert wird.“ Der Plasmaphysiker erforscht schon lange die Anwendung von Plasmen zum Beispiel zur Behandlung von Oberflächen oder in der Nanotechnologie. Die besonderen Eigenschaften des ionisierten Gasgemisches schaffen eine hochaktive Umgebung, die viele Einsatzfelder ermöglicht, aber auch zu Wechselwirkungen führen kann.

Der Start kann am 16. Juni live mitverfolgt werden:
https://www.arianespace.com/

Die Heinrich-Hertz-Mission und ihre Partner
Mit der Heinrich-Hertz-Mission startet erstmals ein eigener deutscher Kommunikationssatellit zur Erforschung und Erprobung neuer Technologien und Kommunikationsszenarien. Die Mission leistet damit auch einen Beitrag für die Informationsgesellschaft in Deutschland. Die Heinrich-Hertz-Mission wird von der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und unter Beteiligung des Bundesministeriums der Verteidigung (BMVg) geführt. Mit der Entwicklung und dem Bau des Satelliten wurde die OHB-System AG beauftragt. An der Entwicklung und dem Test des Satelliten sind zudem die Firmen IABG GmbH, MDA AG und TESAT GmbH & Co. KG beteiligt. Das Bodensegment mit dem Kontrollzentrum in Bonn wird von der OHB Digital Connect in Zusammenarbeit mit der Firma CGI verantwortet. Die Standorte für die neuen Bodenstationen befinden sich in Hürth (Nordrhein-Westfalen) und Neustrelitz (Mecklenburg-Vorpommern). Für den Start der Mission an Bord der Ariane-5-Trägerrakete (VA261) ist Arianespace verantwortlich. An der Mission sind insgesamt 42 Partner beteiligt – davon 14 an der wissenschaftlichen Nutzlast. Das EPDPPS Projekt wurde durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gefördert.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Syracuse-4B und Heinrich Hertz auf Ariane 5 ECA+ von Kourou

Der Beitrag CAU: Heinrich-Hertz-Satellit startet am 16. Juni mit Kieler Beteiligung erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) 7. Juli 2022.

7. Juli 2022 – W-LAN, Satellitennetze oder autonomes Fahren – die drahtlose Kommunikation nimmt zu und damit auch die Antennen in elektronischen Geräten. Spezielle Schutzkappen aus einem ultraleichten Material sollen eine störungsfreie Kommunikation ermöglichen – so die Idee von Dr. Fabian Schütt, Institut für Materialwissenschaft der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und Dr. Tino Schmiel, Institut für Luft- und Raumfahrttechnik der Technischen Universität Dresden (TUD). Mit ihrem Kooperationsprojekt haben sie jetzt den renommierten internationalen „INNOspace Masters“ gewonnen. Der von der Deutschen Raumfahrtagentur initiierte Wettbewerb zeichnet wegweisende Ideen für die Raumfahrt und andere Bereiche aus. Im Finale setzten sich Schütt und Schmiel gegen 14 andere Projekte durch, insgesamt waren über 150 Ideen aus 28 Ländern eingereicht worden. Für die Umsetzung ihres Forschungsvorhabens erhalten sie 400.000 Euro.

Um Elektronik gegen unerwünschte Signale und Störungen abzuschirmen, werden bislang Materialien auf Metallbasis verwendet. Diese sind zwar sehr sicher, aber auch schwergewichtig. Außerdem lassen sich Antennen damit nicht abdecken, da sie sonst selbst keine Signale mehr senden können. Die leichten Schutzkappen, die Materialwissenschaftler Dr. Fabian Schütt (CAU) und Raumfahrtingenieur Dr. Tino Schmiel (TUD) entwickeln wollen, sollen vor Störeinflüssen schützen, einfach anzubringen sein und eine Frequenzselektivität ermöglichen – also auch für Antennen funktionieren. Anpassbar an verschiedene Formen könnten sie die Sicherheit der digitalen Kommunikation in vielen Anwendungsbereichen erhöhen.

Eines der leichtesten Materialien der Welt
Grundlage ihres Projektes „AeroMulE“ (Aerostructure Multifunctional Cover Against Environmental Radiation) ist eine ultraleichte Materialklasse, sogenannte Aeromaterialien. „Wir rechnen damit, 80 Prozent Gewicht gegenüber herkömmlichen Materialien einzusparen und damit auch kleinste elektronische Bauteile vor fremden Frequenzen zu schützen“, sagt Schütt von der Arbeitsgruppe Funktionale Nanomaterialien. Er leitet die Entwicklung der Aeromaterialien an der CAU: „Mit einer Dichte von nur wenigen Milligramm pro Kubikzentimeter und einer Porosität von über 99,99 % zählt diese Materialklasse zu einer der leichtesten der Welt.“ Durch ihre außergewöhnliche Nano- und Mikrostruktur haben diese Materialien außerdem einzigartige mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften.

„WiFi, Mobiltelefonie, Satellitenkommunikation, Internet of Things, autonomes Fahren, Smarte Elektronik – unsere Schutzkappen ermöglichen eine bessere Ausnutzung des Frequenzspektrums und könnten überall dort eingesetzt werden, wo Menschen und Maschinen störungsfrei miteinander kommunizieren müssen“, erläutert Schmiel, der an der TUD das Forschungsfeld Satellitensysteme und Weltraumwissenschaften leitet.

Internationaler Wettbewerb: 40 Fachleute entschieden über Ideen aus 28 Ländern
Der diesjährige Innovationswettbewerb der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) stand unter dem Motto „Nachhaltige und effiziente Innovationen für Weltraum und Erde“. Das Finale und die Preisverleihung fanden am 5. Juli 2022 bei der „INNOspace Masters“-Konferenz in Berlin statt. In einem mehrstufigen Verfahren hatten 40 Expertinnen und Experten visionäre Innovationsprojekte von Forschungseinrichtungen, KMUs und Start-ups ausgewählt, unter anderem in den Bereichen Satellitenerdbeobachtung und Satellitenkommunikation, Medizintechnik, Energieversorgung, Materialwissenschaften und Digitalisierung.

Mithilfe der Förderung und in enger Kooperation sollen die Aeromaterialien an der CAU jetzt weiter für die elektromagnetische Abschirmung optimiert und an der TUD so verändert werden, dass elektromagnetische Frequenzen selektiv gedämpft werden können. „Ich freue mich wirklich sehr über diesen Preis, der es uns ermöglicht, unsere gemeinsame Idee nun in die Realität zu bringen“, so Schütt.

Über den Innovationswettbewerb „INNOspace Masters“
Veranstalter des INNOspace Masters ist die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Der Wettbewerb ist Teil der Initiative INNOspace, die seit 2013 Innovationen und Technologietransfers zwischen Raumfahrt und raumfahrtfremden Industriezweigen fördert. Die Gewinner erhalten neben weltweiten Netzwerkkontakten technologische und wirtschaftliche Unterstützung sowie Hilfe bei der Umsetzung des Vorhabens. Partner des Wettbewerbs sind die ESA Business Incubation Centres (BIC) Bavaria & Northern Germany und ESA BIC Hessen & Baden-Württemberg sowie die Industriepartner Airbus, OHB und DB Netz AG. Organisiert wird der INNOspace Masters von der AZO Anwendungszentrum GmbH Oberpfaffenhofen.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• DLR

Der Beitrag CAU: Ultraleichte Materialien für eine störungsfreie Kommunikation erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).

Solar Orbiter ist eine gemeinsame Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der NASA, die bahnbrechende neue Erkenntnisse über die Sonne liefern wird. Unter anderem sollen aus so geringer Entfernung wie nie zuvor Bilder der Sonne aufgenommen werden, außerdem sollen zum ersten Mal überhaupt Aufnahmen der Sonnenpole entstehen. Mit an Bord sind drei an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) entwickelte und gebaute Geräte, welche die Strahlung im Weltraum messen sollen. Ein viertes Gerät wurde unter Kieler Leitung an der Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) entwickelt. Aktuell liefert die Mission allerdings auch neue Erkenntnisse über unseren Nachbarplaneten Venus.

Im Unterschied zur Erde besitzt die Venus kein eigenes Magnetfeld, welches sie vor der überschallschnellen Strömung des Sonnenwindes schützt. Diese Strömung erzeugt aber ein schwaches, induziertes Magnetfeld um die Venus herum. Eine Analyse der Daten, die Solar Orbiter bei einem ersten Flyby-Manöver an der Venus im letzten Dezember gesammelt hat, zeigt, dass dieses einzigartige Magnetfeld immer noch stark genug ist, um Partikel auf mehrere Millionen Kilometer pro Stunde zu beschleunigen. Die Analyse wurde am 3. Mai in dem Fachjournal Astronomy & Astrophysics online veröffentlicht. Nach Auffassung des internationalen Forschungsteams sind die Ergebnisse eine wertvolle Hilfe bei der Untersuchung von Planeten in anderen Sonnensystemen und unterstreichen, wie wichtig das Studium von unterschiedlichen planetaren Magnetfeldern im Universum ist.

Die Erde erzeugt ihr eigenes intrinsisches Magnetfeld mithilfe eines geschmolzenen flüssigen Materials in ihrem Kern. Bei der Venus verhält es sich anders: Sie erhält ihr Magnetfeld aus der Wechselwirkung des Sonnenwinds mit der Ionosphäre des Planeten, also des Teils der Atmosphäre, der elektrisch geladene Atome (Ionen) enthält. Diese Ionen erzeugen elektrische Ströme. Wenn der Sonnenwind über die Venus streicht, tritt er in Wechselwirkung mit diesen Strömen und erzeugt so eine vollständige Magnetosphäre um den Planeten.

„Es ist eine sehr ungewöhnliche induzierte Magnetosphäre“, sagt Robert Allen, Astrophysiker am US-amerikanischen Johns Hopkins Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, der federführende Autor der Studie. Die Wissenschaftler kannten diese ungewöhnliche Magnetosphäre zwar schon aus den Venus-Missionen aus den 1960er bis 1980er Jahren, aber es gibt noch viele offene Fragen. Der Sonnenwind zieht zum Beispiel die Magnetosphäre hinter dem Planeten in die Länge; man nennt das einen Magnetschweif. Aber wie weit kann sich eine induzierte Magnetosphäre ausdehnen, bevor sie zerfällt?

„Dieses System ist ziemlich instabil“, erklärt Allen, „es weht im Sonnenwind wie eine sehr langgestreckte Flagge.“ Magnetische Felder beschleunigen geladene Partikel wie Elektronen und Protonen. Aber kann eine induzierte Magnetosphäre Partikel in der gleichen Weise und auf die gleichen Geschwindigkeiten beschleunigen wie eine intrinsische Magnetosphäre? Diese Frage soll Solar Orbiter beantworten helfen.

„Solar Orbiter wird im Laufe der Mission die ekliptische Ebene der Planeten verlassen, um auf die Polregionen der Sonne blicken zu können“, sagt Yannis Zouganelis, stellvertretender Projektleiter an der ESA. „Aber dazu brauchen wir die Hilfe von ausgeklügelten Flybys bei der Venus.“

Während andere Raumsonden wie Bepi Colombo (ESA-Jaxa), Parker Solar Probe und MESSENGER (beide NASA) knapp an der Venus vorbeifliegen, um entweder zu beschleunigen oder abzubremsen, hat Solar Orbiter den Planeten von hinten über den Nordpol angeflogen. So wurde die Sonde aus der Ekliptikebene herausgeschleudert und die Pole der Sonne kamen in Sichtweite.

„Für uns ist diese Flugbahn ein Glück. Sonst möchte man sie eigentlich nicht haben“, sagt Allen. „Die Art, wie wir diesen Vorbeiflug genutzt haben, hat uns in diese bisher praktisch unerforschte Region geführt.“

Mit Solar Orbiter konnten die Forschenden Erkenntnisse darüber gewinnen, dass sich das Magnetfeld der Venus mindestens bis 300.000 km hinter den Planeten erstreckt. Das ist in etwa die Entfernung zwischen Erde und Mond. Im Vergleich zum Magnetschweif der Erde, der über weit mehr als die zehnfache Distanz reicht, ist das relativ kurz. Außerdem fanden die Wissenschaftler heraus, dass das Magnetfeld trotz seiner geringen Größe Partikel auch so weit vom Planeten entfernt noch auf über acht Millionen km/h beschleunigt.

Das Team hat mehrere Mechanismen entdeckt, die die Partikel beschleunigen. Alle diese Mechanismen gibt es auch in Magnetosphären wie der der Erde: Beispielsweise übertragen Turbulenzen im Magnetfeld genug Energie, um die Partikel mit beinahe 11 Millionen km/h herausfliegen zu lassen. „Die Tatsache, dass es in diesem relativ kleinen System der Venus doch so viele Mechanismen gibt, die Partikel auf so hohe Geschwindigkeiten beschleunigen können, ist für mich sehr überraschend und wirklich interessant“, sagt Professor Robert Wimmer-Schweingruber von der Kieler Universität und Projektleiter für Solar Orbiter an der CAU, „insbesondere, dass diese auch räumlich und zeitlich voneinander abgegrenzt sind.“

„Darüber hinaus ist diese Untersuchung interessant, weil sie uns einen neuen Messpunkt in der doch sehr beschränkten Zahl von Magnetosphären in unserem Sonnensystem gibt, der zeigt, dass diese auch bei induzierten Magnetfeldern entstehen“, erklärt Wimmer-Schweingruber. „Dies erlaubt uns, die gesamte Bandbreite von Magnetosphären im Universum zu verstehen, auch solche bei Exoplaneten. Diese Planeten, die um ferne Sterne kreisen, werden in den kommenden Jahren mit dem James Webb Space Telescope erstmals untersucht werden können. Da sind Referenzmessungen in unserem Sonnensystem sehr wichtig.“

Solar Orbiter wird die Venus im August erneut passieren, gerade einmal einen Tag, bevor BepiColombo einen Bogen um den Planeten fliegt. Das ist die Merkur-Sonde, deren Mission von der ESA und der japanischen Aerospace Exploration Agency geleitet wird. Beide Sonden werden auf ihrem Weg Daten zur Venus sammeln, so dass die Wissenschaftler einen seltenen Blick aus zwei Perspektiven erhalten, wie sich diese Phänomene im Lauf der Zeit ändern und wie sie sich vor und hinter dem Planeten unterscheiden. „Wir sind gespannt, was uns diese einzigartige Konstellation von zwei Raumsonden über die Magnetosphäre der Venus zeigen wird,“ blickt Wimmer-Schweingruber in die Zukunft.

Die für diese Untersuchungen verwendeten Instrumente wurden an der CAU Kiel entwickelt und gebaut. „Es ist großartig zu sehen, dass die Daten unserer Instrumente von Wissenschaftlern an renommierten Forschungsinstituten verwendet werden“, meint Wimmer-Schweingruber, „dafür haben wir sie ja gebaut!“

Originalpublikation:
Energetic ions in the Venusian system: Insights from the first Solar Orbiter flyby R. C. Allen, I. Cernuda, D. Pacheco, L. Berger, Z. G. Xu, J. L. Freiherr von Forstner, J. Rodríguez-Pacheco, R. F. Wimmer-Schweingruber, G. C. Ho, G. M. Mason, S. K. Vines, Y. Khotyaintsev, T. Horbury, M. Maksimovic, L. Z. Hadid, et al. A&A

Verwandte Meldung bei Raumfahrer.net:

• Solar Orbiter bereitet sich auf Venus-Vorbeiflug vor (17. Dezember 2020)

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Solar Orbiter (SolO) auf Atlas V (411)
• Planet Venus

Der Beitrag SolO: Neue Erkenntnisse über Magnetfeld der Venus erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).

Die Hülle unserer Erde ist in permanenter Bewegung: Verschiedene Erdplatten drücken und schieben gegeneinander und bilden so nach und nach Gebirge, Vulkane oder verursachen Erdbeben. Um die Vorgänge der Plattentektonik besser zu verstehen, ist die sogenannte Lithosphäre – die Erdkruste und der darunterliegende Erdmantel – von entscheidender Bedeutung. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat jetzt ein neues 3D-Modell veröffentlicht, um die Lithosphäre genauer als bisher zu beschreiben. An dem internationalen Projekt sind auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Institut für Geowissenschaften der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) beteiligt, die dafür konventionelle geophysikalische Methoden mit satellitengestützten Daten kombinierten. Vom 29. März bis 1. April wird das gesamte Forschungsprojekt Ergebnisse und Anwendungsmöglichkeiten der Methode bei der vom Kieler Team ausgerichteten internationalen „3D-Earth Spring School“ online vorstellen.

Erdschichten sind differenzierter als bisheriges Schalenmodell
Bei einem Erdbeben treten seismische Wellen auf, deren Geschwindigkeit gemessen wird, um mehr über die Verteilung der physikalischen Eigenschaften im Erdinneren zu erfahren. Wie schnell sich diese Wellen ausbreiten, wird hauptsächlich von der Temperatur und von der Dichte des Gesteins bestimmt. „Satellitengestützte Gravitationsdaten können hier wertvolle Ergänzungen liefern, denn die Gesteinsdichte beeinflusst die Stärke des Schwerkraftsignals. Außerdem ermitteln Satelliten sehr genaue Daten für die gesamte Erdoberfläche und decken damit auch Gebiete ab, in denen es kaum Bodenmessungen gibt“, erklärt Geophysiker Dr. Nils Holzrichter aus der Arbeitsgruppe „Satelliten- und Aerogeophysik“ an der CAU.

Das 3D-Modell der Lithosphäre, das die ESA jetzt veröffentlicht hat, kombiniert globale Gravitationsdaten des GOCE-Satelliten (Gravity field and steady-state ocean circulation explorer), seismologische Beobachtungen und Gesteinsinformationen. „Mit der Kombination von Satelliten-, Erdbeben- und Gesteinsdaten können wir gewissermaßen mit einer Lupe auf das bekannte Schalenmodell des Erdinneren schauen und die einzelnen Schichten viel genauer als bisher differenzieren“, erklärt Holzrichter, der unter anderem die Daten für das 3D-Modell aufbereitet hat. „Da es sich um ein globales Referenzmodell handelt, lassen sich damit auch Studien aus verschiedenen Regionen der Welt besser miteinander vergleichen.“

Methode wurde bereits auf Erdhebung von Nordamerika angewendet
Angewendet hat das Kieler Forschungsteam das Modell bereits auf das „Laurentidische Eisschild“: Die massive Eisschicht bedeckte während der letzten Eiszeit Teile des heutigen Kanadas und der USA und drückte die Landmassen mit ihrem Gewicht nieder. Vor 20.000 Jahren schmolzen die Gletscher ab und seitdem hebt sich der nordamerikanische Kontinent wieder an. „Mit unserer Methode lässt sich konkreter als bisher ermitteln, welche weitere Hebung noch zu erwarten ist“, erklärt Dr. Wolfgang Szwillus, der an einer Studie dazu mitgewirkt hat, die im Journal of Geophysical Research veröffentlicht wurde. Demnach ist mit einer weiteren Hebung von mindestens 200 Metern zu rechnen. Dass auch 20.000 Jahre nach Abschmelzen der Gletscher die Prozesse nicht abgeschlossen sind, zeigt, wie träge der Erdmantel reagiert hat. „Ein besseres Verständnis davon, wie schnell die Lithosphäre auf Eismassenverluste reagiert, ist mit Blick auf den Klimawandel ausgesprochen wichtig“, ergänzt Szwillus.

Das Modell und die Studie entstanden im Rahmen des ESA-Projektes „3D-Earth“, in dem ein dreidimensionales Modell der kompletten Erdkruste und des oberen Erdmantels erstellt werden soll. Die bisherigen Projektergebnisse werden Ende März bei der viertägigen Onlinekonferenz „3D-Earth Spring School: Modelling and Interpreting the Earths interior“ vorgestellt. Mit einem besonderen Fokus auf den wissenschaftlichen Nachwuchs will die Projektgruppe dort zeigen, wie ihr Modell und die Daten aus dem Projekt auf weitere wissenschaftliche Fragestellungen angewendet werden können.

Originalpublikation:
Reusen, J. M., Root, B. C., Szwillus, W., Fullea, J., & van der Wal, W. (2020). Long wavelength gravity field constraint on the lower mantle viscosity in North America. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 125, e2020JB020484.

Fullea, J., Lebedev, S., Martinec, Z., Celli, N.L. (2021) WINTERC-G: mapping the upper mantle thermochemical heterogeneity from coupled geophysical-petrological inversion of seismic waveforms, heat flow, surface elevation and gravity satellite data, Geophysical Journal International, ggab094

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• GOCE mit Rockot
• Planet Erde

Der Beitrag Die Vermessung des Erdinneren erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).

Als 1995 der erste Planet außerhalb unseres Sonnensystems gefunden wurde, war das eine Sensation, die später mit dem Physik-Nobelpreis gewürdigt wurde. Hatte man vorher nur darüber spekulieren können, ob unser Sonnensystem mit seinen acht Planeten einzigartig sei, sind in der Zwischenzeit über 4.000 solcher sogenannten Exoplaneten entdeckt worden. Weiterhin unbeantwortet ist jedoch die Frage, ob es Leben in den Planetensystemen um andere Sterne gibt.

Ein Forschungsteam aus dem Institut für Theoretische Physik und Astrophysik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) hat jetzt ein umfangreiches Simulationsverfahren entwickelt, das Rückschlüsse auf die Eigenschaften von Exoplaneten aus der von ihnen reflektierten Strahlung zulässt. Es schafft die Grundlage für zukünftige Observatorien und Beobachtungsinstrumente, mit denen man Antworten auf die Frage nach Leben auf anderen Planeten einen Schritt näherkommen könnte. Ihre neue Methode stellten die Forschenden kürzlich in einem Artikel in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics vor.

„Die Antwort auf die Frage nach Leben außerhalb unseres Sonnensystems hätte sicherlich weitreichendere Folgen für unser kosmisches Selbstverständnis als alles andere, was wir bisher über das Universum herausgefunden haben“, sagt Sebastian Wolf, Professor für Astrophysik an der CAU. Zusammen mit seiner Arbeitsgruppe „Stern- und Planetenentstehung, Exoplaneten“ gehört er zu den Astrophysikerinnen und Astrophysikern weltweit, die die Suche nach Antworten intensiv vorbereiten. Als vielversprechendster Weg gilt die Untersuchung der Atmosphäre der Exoplaneten. Da die Entfernungen jedoch viel zu groß sind, um Raumsonden zu den Exoplaneten zu schicken, bleibt nur die Möglichkeit, die Strahlung der Exoplaneten mit entsprechenden Observatorien und Beobachtungsinstrumenten zu beobachten.

Reflektierte Strahlung verrät physikalische und chemische Eigenschaften der Planeten
Planeten reflektieren die Strahlung ihres Zentralsterns, den sie – wie unsere Erde die Sonne – umkreisen. Daraus lassen sich Informationen über die physikalischen und chemischen Eigenschaften ihrer Atmosphäre, Landmassen und Ozeane ableiten. Sie könnten Antworten geben auf Fragen wie: Besitzt der Planet eine Atmosphäre und woraus besteht sie, wie ausgeprägt ist sie? Gibt es Wolken und überdecken sie den gesamten Planeten? Sind die Landmassen wüstenartig oder mit Schnee oder Vegetation bedeckt? Existieren Ozeane und Wellen, die Einblicke in die Wechselwirkung von Atmosphäre und Ozean geben könnten? Hat der Planet Satelliten oder Ringe?

Doch nicht nur die Entschlüsselung dieser Informationen gestaltete sich bislang als schwierig. Auch das schwache Licht der Exoplaneten, die zusätzlich auch noch von ihren Zentralsternen überstrahlt werden, erschwert die Beobachtung. Vor diesem Hintergrund hat Moritz Lietzow im Rahmen seiner Doktorarbeit bei Professor Sebastian Wolf ein Simulationsverfahren entwickelt, mit dem sich neben der reflektierten Strahlung auch ihre Polarisation auf bisher umfangreichste und genaueste Weise berechnen lässt. „Die Polarisation ist eine Eigenschaft des Lichtes, die für das menschliche Auge im Gegensatz zu Farben und Helligkeiten nicht sichtbar ist. Im Alltag kommt man mit dem Begriff ‚Lichtpolarisation‘ am ehesten beim Kauf einer Sonnenbrille oder einer Fotoausrüstung in Berührung, wenn es darum geht, den Kontrast zu erhöhen und Spiegelungen zu verringern“, erklärt Lietzow, Erstautor des Artikels. Für die Erforschung von Exoplaneten wird die Polarisation in Zukunft eine wichtige Rolle spielen, da in ihr Eigenschaften des von ihm reflektierten Lichtes verschlüsselt sind. „Das wiederum lässt Rückschlüsse auf die grundlegende Beschaffenheiten von Exoplaneten zu, die uns ansonsten verborgen blieben.“

Neues Simulationsverfahren könnte Untersuchungen an Exoplaneten entscheidend vorantreiben
Auch ein anderes Problem soll mit dem neuen Verfahren entschärft werden: Häufig lässt die Analyse des einfachen Lichtspektrums keine eindeutigen Aussagen zu. Zieht man die Polarisation als zweiten Faktor hinzu, sollen in Zukunft klare Aussagen zu der Beschaffenheit der Oberfläche und Atmosphäre von Exoplaneten möglich werden.

„Noch steckt die tatsächliche Beobachtung extrasolarer Planeten im polarisierten Licht in den Kinderschuhen. Das hier entwickelte Simulationsverfahren kann aber eine wichtige Doppelrolle einnehmen und so die Entwicklung dieses Forschungsgebietes entscheidend vorantreiben“, so Wolf. Zum einen wird es Vorhersagen zu dem erwarteten Polarisationssignal von Exoplaneten erlauben. Hieraus lassen sich Vorgaben für den Bau neuer, speziell für diese Messungen designter Beobachtungsinstrumente ableiten. Zum anderen wird hiermit die Grundlage für die Analyse zukünftiger Beobachtungen geschaffen, mit der man der Antwort nach Leben auf Exoplaneten – mindestens – etwas näherkommen wird, so die Überzeugung des Kieler Forschungsteams.

Originalpublikation:
Three-dimensional continuum radiative transfer of polarized radiation in exoplanetary atmospheres,
M. Lietzow, S. Wolf and R. Brunngräber,
Astronomy & Astrophysics, 645 (2021) A146

Über den CAU-Forschungsschwerpunkt KiNSIS:
Auf der Nanoebene herrschen andere, quantenphysikalische, Gesetze als in der makroskopischen Welt. Strukturen und Prozesse in diesen Dimensionen zu verstehen und die Erkenntnisse anwendungsnah umzusetzen, ist das Ziel des Forschungsschwerpunkts »Nanowissenschaften und Oberflächenforschung« (Kiel Nano, Surface and Interface Science – KiNSIS) der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). In einer intensiven interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen Physik, Chemie, Ingenieurwissenschaften und Life Sciences könnten daraus neuartige Sensoren und Materialien, Quantencomputer, fortschrittliche medizinische Therapien und vieles mehr entstehen. (www.kinsis.uni-kiel.de)

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Exoplaneten

Der Beitrag Exoplaneten anhand von Reflektionen untersuchen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).

Im Zeitraum vor etwa 3.800 bis 4.400 Jahren wurde der Mittelmeerraum von einer weitreichenden Dürreperiode mit zum Teil gravierenden Auswirkungen für die damaligen Zivilisationen bedroht. Diese klimatische Anomalie ist in der archäologischen und paläoklimatischen Literatur auch als „4,2 ka Event“ bekannt. Bislang standen vor allem die räumliche und zeitliche Ausprägung dieses möglicherweise weltweiten Ereignisses im Fokus intensiver Forschung. Die Triebkräfte dieser klimatischen Anomalie im Mittelmeerraum lagen jedoch weitestgehend im Dunkeln. Nun sind sie Gegenstand einer am Mittwoch, 23. Dezember, in der Online-Zeitschrift PLOS ONE veröffentlichten Studie des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1266 „TransformationsDimensionen“ der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Um den Treiber des 4,2 ka Events genauer zu untersuchen wurden geochemische Analysen an Blattwachsen aus einem marinen Sedimentkern in der Alboransee südlich der Iberischen Halbinsel durchgeführt. „Das Klima im Mittelmeerraum zeichnet sich durch eine ausgeprägte Saisonalität zwischen Sommer- und Wintermonaten aus“, erläutert Dr. Julien Schirrmacher, Postdoktorand im SFB 1266, „vor diesem Hintergrund ist eine Analyse an Blattwachsen von Landpflanzen ideal, da sie Aufschluss über die klimatischen Triebkräfte sogar auf saisonaler Ebene geben können“.

Bisheriger Stand der Forschung war, dass ein atlantischer Treiber, die sogenannte Nordatlantische Oszillation (NAO), für die Dürreperiode im Rahmen des 4,2 ka Events verantwortlich war. Die NAO beeinflusst im westlichen Mittelmeerraum hauptsächlich die Niederschlagsverteilung in Wintermonaten. Die veröffentliche Studie verdeutlicht jedoch, dass die Dürreperiode vor allem während der Sommermonate ausgeprägt war. Darüber hinaus zeigten die Analysen, dass die ausgeprägte Sommerdürre während des 4,2 ka Events vermutlich auf eine Abschwächung des mediterranen Einflusses auf der südlichen Iberischen Halbinsel zurückzuführen ist. Eine besondere Rolle dabei spielte offenbar die Westmediterrane Oszillation (WeMO). Ist der Luftdruck auf der südlichen Iberischen Halbinsel niedriger als in Norditalien, so befindet sich dieser Treiber in einer negativen Phase, und es treten vermehrt warme Ostwinde auf. Diese verringern den Temperaturunterschied zwischen Land und Ozean. Daraus kann im Untersuchungsgebiet ein Rückgang der Sommerniederschläge resultieren, die das Risiko für Sommerdürren erhöhen wie sie im 4,2 ka Event belegt sind.

Originalpublikation:
Schirrmacher J., Andersen N., Schneider R. R., Weinelt M. (2020), Fossil leaf wax hydrogen isotopes reveal variability of Atlantic and Mediterranean climate forcing on the southeast Iberian Peninsula between 6000 to 3000 cal. BP. PLOS ONE. Doi: 10.1371/journal.pone.0243662
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0243662

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Klimawandel

Der Beitrag 4,2 ka Event: Klimaveränderung vor etwa 4.200 Jahren erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).

Sie sind so nah an Sternen, dass sie bis zu 1.000 Grad Celsius heiß werden: Das Phänomen der heißen Staubringe – eine Ansammlung von submikrometergroßen Partikeln in unmittelbarer Nähe von Sternen – wurde 2006 das erste Mal außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt. Doch aufgrund ihrer geringen Größe sind die Staubpartikel schwierig zu beobachten und ihr Ursprung bislang ungeklärt.

Zum ersten Mal konnte dieses Phänomen jetzt mit der extrem hohen Auflösung des Beobachtungsinstruments MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared Spectro Scopic Experiment) am Paranal Observatory der Europäischen Südsternwarte ESO in Chile in einem neuen Wellenlängenbereich beobachtet werden. Beteiligt war auch die Arbeitsgruppe Stern- und Planetenentstehung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Ihre Ergebnisse, die kürzlich im Fachmagazin Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters erschienen sind, liefern zentrale Grundlagen für weitere Studien um das Phänomen dieser Staubringe zu erklären.

Einzigartige Beobachtungen in einem bisher nicht zugänglichen Wellenlängenbereich
Staubringe, auch „Staubscheiben“ oder „Trümmergürtel“ genannt, bilden sich durch die Kollisionen von Geröll und Kleinkörpern, die nach der Entstehung von Planeten übrigbleiben – so viel ist seit einigen Jahrzehnten bekannt. In unserem Sonnensystem ist eine solche Ansammlung zum Beispiel zwischen der Mars- und Jupiterbahn zu finden, der sogenannte „Asteroidengürtel“. Rätsel geben jedoch die 2006 erstmals entdeckten heißen Staubringe auf. Wie konnten sie sich unter den hohen Temperaturen, denen sie so nah an den Sternen ausgesetzt sind, bilden und über Milliarden Jahre bestehen?

Genaue Informationen über ihre räumliche Struktur und stoffliche Zusammensetzung könnten helfen, das Phänomen der heißen Staubringe und ihrer Entstehung besser zu verstehen. Die jetzt veröffentlichten Beobachtungen mit MATISSE sind ein zentraler Schritt dahin, hoffen die Forschenden. “Wir konnten die heißen Staubringe nicht nur mit einer hohen Auflösung beobachten, sondern auch im Wellenlängenbereich um drei Mikrometer, in dem diese Ringe besonders hell strahlen“, sagt Sebastian Wolf, Professor für Astrophysik und Leiter der Arbeitsgruppe Stern- und Planetenentstehung an der CAU. „Dieser Bereich war mit bisherigen Beobachtungsinstrumenten nicht zugänglich und erlaubt uns jetzt einen einzigartigen Einblick in dieses Phänomen.“

Erste publizierte Daten des Instruments nach zwölf Jahren Entwicklungszeit
Wolfs Arbeitsgruppe war Teil des internationalen Konsortiums von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Deutschland, Frankreich, den Niederlanden und Österreich, die das Beobachtungsinstrument MATISSE zwölf Jahre lang entwickelt hatten. 2019 ging das weltweit leistungsfähigste interferometrische Instrument für den mittleren Infrarotbereich am VLTI (Very Large Telescope Interferometer) an der ESO in Chile in Betrieb. Bis zu vier Teleskope können genutzt werden, um die Infrarotstrahlung von Himmelsobjekten zu erfassen. Bezeichnet wird diese Messmethode als Interferometrie. Die Forschenden erhalten also keine unmittelbaren Aufnahmen der Objekte, sondern die technischen Messdaten lassen Rückschlüsse auf ihre Erscheinungsform und Eigenschaften zu. Durch die Kombination von vier Teleskopen erreicht MATISSE eine enorme Auflösung, die der eines 200 Meter langen Teleskopes entsprechen würde. Mit der bisher unerreichten Präzision von MATISSE sind Einblicke in die frühste Entwicklung von Planeten und letztendlich der Entstehung des Sonnensystems möglich.

Auf diese Weise beobachtete das Forschungsteam, an dem neben der CAU auch Forschende des University College London, des Large Binocular Telescope Observatory in Tucson (USA) sowie der Universitäten Arizona, Côte d’Azur und Jena beteiligt waren, den Stern „Kappa Tucanae“. Er befindet sich im Sternbild „Tukan“, das nur auf der Südhalbkugel zu sehen ist. Der Stern ist etwa zwei Milliarden Jahre alt – weniger als halb so alt wie unsere Sonne – und etwa 69 Lichtjahre von der Erde entfernt. Anhand der erhobenen Daten konnten die Forschenden die genaue Lage des Staubrings um „Kappa Tucanae“ sowie die Eigenschaften des Staubs ermitteln.

Grundlage für die weitere Suche nach dem Ursprung der Staubringe
„Diese Informationen sind wichtige Voraussetzungen für die Suche nach dem Ursprung des Phänomens“, sagt Erstautor Dr. Florian Kirchschlager, ehemaliger Wissenschaftlicher Mitarbeiter in Wolfs Arbeitsgruppe und mittlerweile am University College London beschäftigt. „Dass es auch die ersten Daten des Instruments sind, die überhaupt publiziert wurden, freut uns natürlich besonders.“ Kirchschlager erstellte im Rahmen seiner Forschungen an der CAU die Machbarkeitsstudie zu den Beobachtungen an „Kappa Tucanae“. Denn Staubringe sind im astronomischen Sinne nicht nur winzig, sondern auch verhältnismäßig leuchtschwach. „Damit haben sie selbst MATISSE vor besondere Herausforderungen gestellt. Dass die Beobachtungen trotzdem geglückt sind, unterstreicht das einzigartige Potential des Instruments“, betont Mitautor Dr. Steve Ertel, der als Doktorand in Wolfs Arbeitsgruppe an Trümmerscheiben forschte und mittlerweile an der University of Arizona tätig ist.

„Die jetzt gesammelten und ausgewerteten Beobachtungsdaten bilden die Grundlage für unsere weitere Forschung an einem Erklärungsmodell für die heißen Staubringe“, sagt Wolf, Vizesprecher in der Forschungsgruppe 2285 „Trümmerscheiben in Planetensystemen“, die an der Friedrich-Schiller-Universität Jena angesiedelt ist unter dem Sprecher Professor Alexander Krivov.

Originalpublikation:
“First L band detection of hot exozodiacal dust with VLTI/MATISSE”,
F. Kirchschlager, S. Ertel, S. Wolf, A. Matter and A. V. Krivov, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, MNRAS, 499, L47,
DOI: 10.1093/mnrasl/slaa156, https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2020MNRAS.499L..47K/abstract

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Very Large Telescope (VLT) der ESO in Chile

Der Beitrag CAU: Von heißem Staub umgeben erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).

Viel zu tun hatten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) seit dem Start der ESA-Weltraummission Solar Orbiter im Februar 2020. Trotz der Corona-bedingten Widrigkeiten konnten sie ihre Instrumente an Bord der Raumsonde in Betrieb nehmen und erste Daten analysieren. Das Besondere: Die Messungen stehen der gesamten wissenschaftlichen Community online zur Verfügung.

„Wir sind jetzt soweit, dass wir unsere ersten Daten am Datenzentrum der Europäischen Weltraumorganisation ESA online gestellt haben. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der ganzen Welt können diese neuen und einzigartigen Daten nun analysieren und neue Erkenntnisse gewinnen. So kann die solare Korona Elektronen und Ionen mit großer Energie beschleunigen, zum Teil fast auf Lichtgeschwindigkeit“, erklärt Professor Robert Wimmer-Schweingruber, der den Kieler Beitrag geleitet hat. Dass die Daten bereits sieben Monate nach dem Start der Raumsonde und drei Monate nach der Kalibrierungsphase veröffentlicht werden, sei außergewöhnlich. Denn nicht nur der Zeitraum der Testphase, während der die Instrumente unter Weltraumbedingungen im Realbetrieb erprobt werden, war sehr kurz. Die Instrumententeams haben jetzt nur noch 90 Tage Zeit, um die Rohdaten zu kalibrieren und in eine Form zu bringen, die Externe verarbeiten können.

„Diese Frist wäre selbst in normalen Zeiten eine Herausforderung gewesen, mit der Corona-Pandemie waren die Teams ganz besonders gefordert“, erklärt der Kieler Wissenschaftler. So fliegt Solar Orbiter beispielsweise auf einer hoch-elliptischen Bahn um die Sonne und wird mehrere Swing-by-Manöver nutzen, um bis auf 0,28 astronomische Einheiten an die Sonne heranzukommen. Im entferntesten Punkt von der Sonne wird sie fast eine astronomische Einheit von ihr entfernt sein. Die so variablen Bedingungen stellen ganz besondere Anforderungen an die Instrumente und deren Einstellungen, die sorgfältig optimiert werden mussten. „Dies während Covid-19-Zeiten zu erreichen war eine riesige Herausforderung“, sagt Dr. Yannis Zouganelis, stellvertretender Projektwissenschaftler der ESA. „Aber wir sind jetzt soweit, dass wir die Daten wie geplant an die wissenschaftliche Community übergeben können, damit diese daran wissenschaftliche Untersuchungen vornehmen kann.“ Das enge Zusammenspiel zwischen Wissenschaftlern, Ingenieurinnen, Operateuren der Raumsonde und der Verfügbarkeit der großen Radioantennen musste trotz der neuen Arbeitsbedingungen einwandfrei und auf Anhieb funktionieren, „denn die Raumsonde war ja unterwegs und konnte nicht mehr aufgehalten werden“, fasst Robert Wimmer-Schweingruber die besonderen Schwierigkeiten zusammen.

„Unser Ziel war es immer, unsere Daten möglichst schnell zu veröffentlichen, damit die Forschungsgruppen auf der ganzen Welt an möglichst aktuellen Daten arbeiten können“, bekräftigt Wimmer-Schweingruber. Bei den meisten Weltraummissionen werden die Daten gewöhnlich erst ein halbes oder gar ein ganzes Jahr nach Erhalt auf der Erde veröffentlicht, um den Teams, die die Instrumente gebaut haben, eine exklusive Frist für die Analyse einzuräumen.

Bei Solar Orbiter waren sich die Forschenden einig, dass dies sehr viel schneller gehen muss. „Wir wollen, dass Solar Orbiter eine der offensten Weltraummissionen wird. Das heißt offen für die ganze Welt, nicht nur für die Instrumententeams“, sagt Yannis Zouganelis. In ersten virtuellen Workshops, in denen die neuen Daten vorgestellt wurden, nahmen etwa zehnmal mehr Interessentinnen und Interessenten teil, als in den Instrumententeams arbeiten. „Je mehr Leute unsere Daten verwenden, desto mehr erhöht sich die wissenschaftliche Ausbeute von Solar Orbiter,“ freut sich Wimmer-Schweingruber.

Am heutigen Tag (30. September 2020) werden auch alle Beschreibungen der zehn Instrumente auf Solar Orbiter und der Raumsonde und des Missionskonzeptes im Fachjournal Astronomy and Astrophysics veröffentlicht. „Diese Informationen sind unverzichtbar, um eine verlässliche Analyse der Daten zu gewährleisten. Auch in zehn Jahren, wenn die Ingenieurinnen und Ingenieure, die die Instrumente gebaut haben schon längst wieder an anderen Projekten arbeiten“ so Wimmer-Schweingruber.

Die Arbeiten an der CAU wurden unter Förderkennzeichen 50OT1702 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Die neu veröffentlichen Daten sind online verfügbar:
http://soar.esac.esa.int/soar/

Verwandte Meldungen bei Raumfahrer.net:

• MPS: SolO der Sonne so nah wie nie zuvor (16. Juli 2020)
• ESA: Solar Orbiter nähert sich erstmals der Sonne (18. Juni 2020)
• Solar Orbiter und der Komet ATLAS (29. Mai 2020)
• Solar Orbiter: Wissenschaftliche Instrumente bereit (26. Mai 2020)
• SolO: Erstes Instrument übermittelt Messungen (27. Februar 2020)
• Solar Orbiter gestartet, um Sonne zu untersuchen (10. Februar 2020)

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Solar Orbiter (SolO) auf Atlas V (411)

Der Beitrag Erste Daten von Solar Orbiter online veröffentlicht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.